慢异或运算符

Question

编辑:事实上，我的计时代码中有一个奇怪的错误导致了这些结果。当我修复我的错误时，智能版本的速度就像预期的那样快。我的计时代码如下所示：

bool x = false;
before = now();
for (int i=0; i<N; ++i) {
  x ^= smart_xor(A[i],B[i]);
}
after = now();

我做^=是为了阻止我的编译器优化for循环。但我认为^=与两个xor函数以某种方式进行了奇怪的交互。我更改了计时代码，只需填写xor结果的数组，然后在计时代码之外使用该数组进行计算。而那些固定的东西。

我应该删除这个问题吗？

结束编辑

我定义了两个C++函数，如下所示：

bool smart_xor(bool a, bool b) {
  return a^b;
}

bool dumb_xor(bool a, bool b) {
  return a?!b:b;
}

我的计时测试表明，dumb_xor()的速度稍快一些(内联时为1.31 vs，非内联时为1.92 vs，2.21 vs)。这让我感到困惑，因为^操作符应该是单机操作。我想知道有没有人能解释一下。

程序集看起来像这样(当不是内联时)：

    .file   "xor.cpp"
    .text
    .p2align 4,,15
.globl _Z9smart_xorbb
    .type   _Z9smart_xorbb, @function
_Z9smart_xorbb:
.LFB0:
    .cfi_startproc
    .cfi_personality 0x3,__gxx_personality_v0
    movl    %esi, %eax
    xorl    %edi, %eax
    ret
    .cfi_endproc
.LFE0:
    .size   _Z9smart_xorbb, .-_Z9smart_xorbb
    .p2align 4,,15
.globl _Z8dumb_xorbb
    .type   _Z8dumb_xorbb, @function
_Z8dumb_xorbb:
.LFB1:
    .cfi_startproc
    .cfi_personality 0x3,__gxx_personality_v0
    movl    %esi, %edx
    movl    %esi, %eax
    xorl    $1, %edx
    testb   %dil, %dil
    cmovne  %edx, %eax
    ret
    .cfi_endproc
.LFE1:
    .size   _Z8dumb_xorbb, .-_Z8dumb_xorbb
    .ident  "GCC: (Ubuntu 4.4.3-4ubuntu5) 4.4.3"
    .section        .note.GNU-stack,"",@progbits

我在英特尔至强X5570上使用g++ 4.4.3-4ubuntu5。我是用-O3编译的。

Answer 1

我不认为您对代码进行了正确的基准测试。

我们可以在生成的程序集中看到您的smart_xor函数是：

movl    %esi, %eax
xorl    %edi, %eax

而你的dumb_xor函数是：

movl    %esi, %edx
movl    %esi, %eax
xorl    $1, %edx
testb   %dil, %dil
cmovne  %edx, %eax

所以很明显，第一个会更快。

如果没有，那么您就会遇到基准测试问题。

所以你可能想要调优你的基准测试代码...记住，你需要运行大量的调用才能得到一个好的和有意义的平均值。

Answer 2

鉴于您的“哑异或”代码要长得多(而且大多数指令都依赖于前一条指令，因此它不会并行运行)，我怀疑您的结果中存在某种度量错误。

编译器将需要为“智能XOR”的离线版本生成两条指令，因为数据传入的寄存器不是返回结果的寄存器，因此数据必须从EDI和ESI移动到EAX。在内联版本中，代码应该能够在调用之前使用数据所在的任何寄存器，如果代码允许，结果将保留在它作为寄存器的位置。

调用函数是越行的，其执行时间可能至少与函数中的实际代码一样长。

如果你也展示你用于基准测试的测试工具，那会很有帮助……